橋梁頂推，建筑學專業名詞

 頂推施工法

橋梁是線路的重要組成部分，每當運輸工具發生重大變化,便推動了橋梁工程技術的發展。19世紀20年代,隨著鐵路的出現，橋梁工程建設技術不斷翻新,從工程技術的角度來看，橋梁發展分為古代、近代和現代三個時期：古代橋梁一般為倒躺樹木自然形成；在近代橋梁施工中鋼材成為重要的造橋材料；20世紀30年代，預應力混凝土和高強度鋼材相繼出現，材料塑性理論和極限理論的研究，橋梁振動的研究和空氣動力學的研究以及土力學的研究等進展使近代橋梁施工技術應運而生。目前橋梁施工有懸臂澆注施工、頂推法施工等方法?，F在單對橋梁頂推施工方法進行了研究，本文闡述了其施工原理和施工工藝及相關內容，指出其優缺點和不足之處，為以后同類工程施工提供一定的借鑒。

頂推法多應用于預應力鋼筋混凝土等截面連續梁橋和斜拉橋梁的施

工。指的是梁體在橋頭逐段澆筑或拼裝，用千斤頂縱向頂推，使梁體通過各墩頂的臨時滑動支座面就位的施工方法。頂推施工是在橋臺的后方設置施工場地，分節段澆筑梁體，并用縱向預應力筋將澆筑節段與已完成的梁體連成整體，在梁體前安裝長度為頂推跨徑0.7倍左右的鋼導梁，然后通過水平千斤頂施力，將梁體向前方頂推出施工場地。重復這些工序即可完成全部梁體施工。

頂推法最早是1959年在奧地利的阿格爾橋上使用，其特點是：由于作業場所限定在一定范圍內，可于作業場上方設置頂棚而使施工不受天氣影響，全天候施工。連續梁的頂推跨徑30~50m最為經濟有利，如果跨徑大于此值，則需要臨時墩等輔助手段。逐段頂推施工宜在等截面的預應力混凝土連續梁橋中使用，也可在組合梁和斜拉橋的主梁上使用。用頂推法施工，設備簡單，施工平穩，噪聲低，施工質量好，可在深谷和寬深河道上的橋梁、高架橋以及等曲率曲線橋、帶有曲線的橋和坡橋上采用。頂推施工的方法可分為單點頂推和多點頂推。

頂推方法的分類：

單點頂推：一對頂推裝置集中在橋臺上或某一橋墩，其它墩臺僅設滑道。頂推力要求大。

多點頂推：在每個橋墩、臺（不包括臨時墩）上都設有一對頂推裝置。要求千斤頂同步運行。

水平——豎直千斤頂法：由水平千斤頂和豎向千斤頂交互使用而產生頂推力

拉桿千斤頂法——由固定在墩臺上的水平張拉千斤頂，通過張拉錨碇在主梁上的拉桿而使梁體前移

頂推施工法的特點：

• 機具設備簡便，無需大型起吊設備

• 節省施工用地，工廠化制作，能保證構件質量

• 模板可周轉

• 不影響通航

• 節約勞力，施工安全

• 適應于連續梁，結合梁（橋面板），簡支梁，拱橋（橋面縱梁，斜拉

橋（主梁）等結構

• 不適應多跨變高梁，曲率變化的曲線橋和豎向曲率大的橋梁 受頂推懸臂彎矩的限制，頂推跨徑大于70~80米不經濟 頂推過程中的反復應力，使梁高取值大，臨時束多，張拉工序繁瑣 隨著橋長的增大，施工進度較慢

頂推的工作原理：

頂推法是梁體在橋頭逐段澆筑或拼裝，用千斤頂縱向頂推，使梁體通過各墩頂的臨時滑動支座面就位的施工方法。施工原理是沿橋縱軸方向的臺后設置預制場，分階段預制梁體，縱向張拉預應力筋后，通過水平千斤頂施力，借助滑移裝置和頂推裝置，將梁逐段向前頂推，就位后落梁并更換正式支座。

單點頂推的動力學原理為，當集中的頂拉力滿足下式時，梁體才能向前移動： H>ΣRi（fi±αi）

Ri—第i橋墩（或橋臺）滑道瞬時的垂直支反力；

fi—第i橋墩（或橋臺）支點相應的靜摩擦系數；

αi—橋梁縱坡坡率，正為上坡頂推，負為下坡頂推。

多點分散頂推施工的動力學原理為，當ΣFi滿足下式時，梁體才能向前移動： ΣFi>Σ(fi±αi)Ni

Fi—第i橋墩（或橋臺）千斤頂所施的力；

Ni—第i橋墩（或橋臺）支點瞬時支反力；

fi—第i橋墩（或橋臺）支點相應摩擦系數；

αi—橋梁縱坡坡率，正為上坡頂推，負為下坡頂推。

橋梁頂推法施工示意圖

水平——豎直千斤頂法

頂梁—推移—落豎頂—收水平頂

拉桿千斤頂法

拉桿穿入千斤頂柱塞和錨碇架內，并用夾片夾住

—啟動千斤頂移梁

預制梁段的技術要求

• 底板平整度，要有一定的剛度和硬度

• 嚴格控制鋼筋、預應力筋孔道、預埋件的位置

• 嚴格控制混凝土的澆筑質量

• 盡可能采用機械化裝拆模板

減少頂推施工時內力的措施：

• 主梁前端設導梁

• 跨中設臨時墩，縮小頂推跨徑（至40~60米）

• 橋墩順橋向設臨時撐架，縮小頂推跨徑

• 主梁前端設臨時塔架，以斜纜索系于梁上錨固

• 當中孔跨徑較大，又無法設臨時墩，則變單向頂推為雙向頂推

導梁長度一般為頂推跨徑的0.6~0.7倍

導梁長，可減少主梁懸臂負彎矩，但過長則會導致導梁與箱梁接頭處負彎矩和支反力的相應增加

導梁過短，則增加主梁的施工負彎矩

合理的導梁長度應使主梁最大懸臂負彎矩和營運階段的支點負彎矩基本相近

施工驗算的內容：

• 各截面的施工內力計算和強度驗算

• 頂推過程中的穩定計算（傾覆穩定，滑動穩定）

• 鋼索引伸量的計算

• 施工中臨時結構的設計與計算

• 確定頂推設備、計算頂推力

• 頂推過程中，橋墩臺的施工驗算

• 頂推施工時，梁的撓度計算

預應力筋類型：

• 兼顧營運與施工要求所需的力筋

• 為施工階段要求配置的力筋

• 在施工完成之后，為滿足營運階段需要而增加的力筋

頂推施工法的施工工序：

頂推方式是根據主梁長度、設計頂推跨度、橋墩能承受的水平推力、項推設備和滑動裝置等條件進行選擇的，例如單點頂推、多點頂推或雙向頂推等。主要流程如圖1所示。

3.1布置預置場

預置場地應設在橋臺后面的橋軸線的引道或引橋上。若為多點頂推時，可在橋兩端設場地，從兩端同時頂推。預置場地應考慮幾個長度，包括梁段底板與腹頂板預置長度、梁段懸出時反壓段的長度、機具設備材料進入預置作業線的長度和導梁拼接長度；預置場地的寬度應考慮梁兩端的施工作業的需要。為了便于混凝土的養護，預置場地上空宜搭設固定或活動的作業棚，。

3.2頂推裝置

頂推裝置由千斤頂、高壓油泵、拉桿(束)、頂推錨具(自動工具錨、拉錨器)組成，頂推動力一般使用水平千斤頂或自動連續千斤頂及其配套的普通高壓油泵或專用的液壓站作為動力裝置，拉桿體系最早使用精軋螺紋鋼，1988年以后逐漸采用高強鋼絲束、鋼絞線束群錨體系，拉錨器的施力位置由拉箱梁腹板兩側逐漸過渡到拉箱梁底板的方式，并由穿過箱梁頂、底板布設傳力型鋼演變為僅在箱梁底板中心線預留孔插入牛腿式鋼塊拉錨器。拉錨器的間距應能保證墩上千斤頂有施力點和便于主墩上千斤頂統一更換拉索以提高頂推工作效率

3.3滑移和導向裝置

滑移裝置可分為：①普通的滑移裝置；②起循環作用的滑移裝置；③起連續作用的滑移裝置；④導向裝置及其他附屬裝置?；酪话悴捎脝位腊逍问?，滑道板為一塊整鋼板，置于滑道墊塊鋼架之上。該種形式的滑道能很好的承受各向作用力，而且標高容易控制，拆除也較方便。

為了控制梁體在頂推過程中的中線始終處于規范范圍內，必須設置橫向導向裝置。尤其在圓曲線上頂推，橫向導向裝置顯得更加重要。糾偏器裝在預制臺座前臨時墩的兩旁，且固定一對，以控制每段梁尾端的橫向位置，保證梁尾與預制模板正位接頭。頂推時，作好橫向偏差觀測，主要觀測主梁和永久墩的彈性橫向位移。

3.4臨時墩和導梁

為了在頂推的過程中為了減少過大的懸臂彎矩，可設置臨時墩和導梁。

在連續梁的跨度大于頂推跨度時，宜設置中間臨時墩，在不設臨時墩時，為滿足安裝鋼導梁和連續梁前期頂推抗傾覆的要求，在制梁臺座前和連續梁第一跨內設臨時墩，作為頂推施工的過渡段，保證梁體線形與已經頂推出去的梁體完全一致，避免大梁從制梁臺座上頂推出去以后，與接灌的下一梁段出現大的轉角。臨時墩應能承受頂推時的最大豎向荷載和最大水平摩阻力引發的變形。在此原則前提下，盡可能降低造價，便于拆裝。為提高臨時墩的穩定性，防止臨時墩在箱梁頂推過程中產生較大的水平位移，保證頂推安全，將臨時支墩與相鄰的主橋墩和制梁臺座進行撐拉連接，用水平或斜拉鋼絞線束臨時加固。

導梁設置在主梁前端，可為等截面或變截面鋼板梁，導梁結構必須通過設計計算，從受力狀態分析，導梁的控制內力是導梁與箱梁連接的最大正、負彎矩和下翼緣的最大支點反力。國內外的施工經驗表明:導梁長度一般為頂推跨徑的0.6至0.7倍，較長的導梁可以減小主梁的負彎矩，但過長的導梁也會導致導梁與箱梁連接處負彎矩和支反力的相應增加，合理的導梁長度應是主梁最大懸臂負彎矩與使用狀態支點負彎矩基本接近。導梁的剛度對主梁內力的

影響遠較其長度對主梁內力的影響為小。導梁的剛度在滿足穩定和強度的條件下，選用較小的剛度及變剛度的導梁，將在頂推時減小最大懸臂狀態的負彎矩，使負彎矩的2個峰值比較接近。此外，在設計中要考慮動力系數，使結構有足夠的安全儲備。為減輕自重最好采用從根部至前端為變剛度的或分段變剛度的導梁

實例：包頭黃河公路大橋

全長810m，主孔為三聯4×65m的預應力混凝土等高度連續梁，橋面寬12m，主梁為單箱單室梯形箱梁，混凝土標號為C50和C40兩種，預應力體系為24Φ5高強鋼絲輔以F氏錨和鐓頭錨。

• 每聯箱梁共分17個節段預制，除首尾兩個節段各長8.125m外，其余

15個中間節段均為16.25m。當第一節段底板預制時，同時將導梁下弦在平臺滑道上拼好，以求導梁下弦與箱梁底標高相等且平順；每一節段混凝土分二次澆筑。

• 采用多點拉桿式頂推裝置進行逐段預制、逐段頂推的方法。每次頂

推的有效行程約50～55cm。每次周期頂推的距離等于16.25m ，約需4～6小時。

• 為減少頂推過程中主梁的受力，在梁體前端設有導梁，跨中設有臨時墩。

• 由于全橋共為三聯預應力混凝土連續梁，每聯之間在施工中無連接。

為此，全聯預應力混凝土梁預制完畢后，需裝上尾導梁，作長距離的全聯頂推至預定的孔跨。

• 全聯頂推到位后，拆除首尾導梁，即按設計步驟張拉后期束，先期

臨時束拆除，各臨時墩支點卸載。

• 后期束張拉完畢后，根據設計允許相鄰墩高差1cm的條件，分墩頂

起箱梁拆除滑道，安裝支座。